Tổ 2- lớp Sư phạm Vật Lý k09
1
CHẤT LỎNG – SỰ CHUYỂN THỂ

A/ KIẾN THỨC CƠ BẢN
I/ Chất lỏng:
1/ Cấu trúc của chất lỏng:
- Mật độ phân tử lớn (gần bằng với chất rắn).
- Có cấu trúc trật tự gần tương tự chất rắn vô định hình nhưng các hạt không cố định
nên có thể tích xác định nhưng chảy được.
- Mỗi phân tử dao động quanh vị trí cân bằng (tạm thời) và từng lúc, do tương tác nó
chuyển sang vị trí cân bằng mới. Đó là hình thức chuyển động nhiệt ở chất lỏng
2/ Lực căng bề mặt:
- Lực căng bề mặt đặt lên đường giới hạn của bề mặt
chất lỏng:
 Vuông góc với nó
 Có phương tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng
 Có chiều hướng về phía màng bề mặt chất
lỏng gây ra lực căng
- Công thức:
F l



Trong đó:
 F là lực căng bề mặt tác dụng lên đoạn thẳng
có độ dài l của đường giới hạn bề mặt.


là hệ số căng bề mặt của chất lỏng, đơn vị: N/m.


- Đó là hiện tượng dâng lên hay hạ xuống của mực chất lỏng trong các ống có bán kính
trong nhỏ, vác vách hẹp, các khe hẹp, các vật xốp… so với mực chất lỏng bên ngoài.
- Do lực căng bề mặt, các mặt cong (lồi hay lõm) của chất lỏng trong ống mao dẫn gây
ra áp suất phụ hướng về phía lõm. Áp suất này tạo thành cột chất lỏng cho đến khi có
cân bằng thủy tĩnh.
 Chất lỏng dính ướt thì dâng lên
trong ống mao dẫn.
 Chất lỏng không dính ướt thì hạ
xuống trong ống mao dẫn.
- Công thức:
4
h
dg




Trong đó:

là khối lương riêng của chất lỏng
d là đường kính trong của ống


là hệ số căng mặt ngoài.
Hi
ện t
ư
ợng
dính ướt





- Chất lỏng (do chất rắn kết tinh nóng chảy) đông đặc ở cùng nhiệt độ mà chất rắn đã
nóng chảy: nhiệt độ đông đặc (hay điểm đông đặc). Khi đông đặc, khối chất lỏng tỏa
ra đúng nhiệt lương mà khối chất rắn đã thu khi nóng chảy.
Chú ý: chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định và nhiệt nóng chảy
xác định.
3/ Hóa hơi và ngưng tụ:
a. Sự bay hơi
- Bay hơi là sự hóa hơi xảy ra ở mặt thoáng của chất lỏng. Trong chuyển động nhiệt,
một số phân tử ở bề mặt chất lỏng có động năng đủ lớn, thắng được lực hút giữa các
phân tử và thoát ra ngoài.
- Nhiệt hóa hơi riêng (cũng gọi là ẩn nhiệt hóa hơi) là nhiệt lượng L cần truyền cho một
đơn vị khối lượng chất lỏng để nó chuyển thành hơi ở cùng nhiệt độ). Đơn vị: J/kg
- Nhiệt lượng mà khối chất lỏng cần để hóa hơi là:
Q Lm


b. Sự sôi
- Sôi là quá trình hóa hơi xảy ra trong toàn khối chất lỏng.
- Các đinh luật:
 Trong quá trình sôi, nhiệt độ của khối chất lỏng không đổi.
 Dưới áp suất ngoài xác định, một chất lỏng sôi ở nhiệt độ mà áp suất hơi bão hòa
của chất lỏng bằng áo suất ngoài ở mặt thoáng
c. Sự ngưng tụ
- Trong môt bình kín, ở nhiệt độ nhất định luôn có hai quá trình ngược nhau:
 Bay hơi: một số phân tử chất lỏng thoát lên khỏi mặt thoáng.
 Ngưng tụ: một số phân tử ở troeen mặt thoáng do chuyển động nhiệt hỗn loạn
trở vào khối chất lỏng.

3
)
- Độ ẩm tương đối f được tính bở tỉ số:
(%)
a
f
A


- Không khí lạnh đi thì tới một nhiệt độ nào đó hơi nước thành bão hòa. Dưới nhiệt độ
này, hơi nước đọng thành sương. Nhiệt độ này gọi là điểm sương.

B/ BÀI TẬP TỰ LUẬN
I/ Lực căng bề mặt:
1/ Ví dụ:
Ví dụ 1: Hai tấm kính phẳng giống nhau đặt song song cách nhau d=1.5mm, được
nhúng vào trong nước ở vị trí thẳng đứng.
Tìm độ cao h của cột nước dâng lên giữa hai tấm kính.
Cho: hệ số căng bề mặt của nước: 72,8.10
-3
N/m; khối lương riêng của nước: 10
3
kg/m
3

Giải:
Trọng lượng nước dâng lên trong khe hẹp giữa hai tấm kính:
P = mg = V

g = dlh

Nhúng vòng vào bình nước rồi hạ từ từ bình nước xuống. Vào thời điểm vòng rời khỏi mặt
nước, lò xo dãn thêm 20mm.
Tính hệ số căng bề mặt của nước. Biết độ cứng của lò xo là 0,5 N/m
Giải:
Gọi D, d lần lượt là đường kính ngoài và đường kính trong của vòng.
Lực căng bề mặt tác dụng lên chu vi ngoài và chu vi trong của vòng
F=
( )
D d



Lực cưng bề mặt làm lò xo dãn thêm
l

nên
F=k
l


Vậy, ta có:
( )
D d


= k
l


Suy ra, hệ số căng bề mặt của nước:

-3
N
Bài 3: Một quả cầu nhỏ có mặt ngoài hoàn toàn không bị nước làm dính ướt. Tính lực căng
bề mặt lớn nhất tác dụng lên quả cầu khi nó được đặt lên mặt nước. Khối lượng của quả cầu
như thế nào thì nó không bị chìm?
ĐS: 4,6.10
-5
N;

0,46 g
Bài 4: Nhỏ 1,0g Hg lên một tấm thủy tinh nằm ngang. Đặt lên trên thủy ngân một tấm thủy
tinh khác. Đặt lên trên tấm thủy tinh này một quả nặng có khối lượng M = 80g.
Hai tấm thủy tinh song song nén thủy ngân thành vệt tròn có bán kính R = 5 cm. Coi thủy
ngân không làm dính ướt thủy tinh, TÍnh hệ số căng bề mặt của thủy ngân. Cho khối lương
riêng của thủy ngân: 13,6.10
-3
; g = 9,8 m/s
2
.
ĐS: 0,47 N/m
Bài 5: Thực hiện tính toán cần thiết để trả lời các câu hỏi sau:
a/ Tính lực căng mặt ngoài lớn nhất tác dụng lên quả cầu khi nó đặt trong nước. Biết bán kính
của quả cầu là 0,2 mm. Biết hệ số căng mặt ngoài của nước là 0,05 N/m và quả cầu có mặt
ngoài hoàn toàn không bị nước làm dính ướt.
b/ Tính hệ số căng mặt ngoài của nước. Nếu dùng ống nhỏ giọt có đầu nút với đường kính 0,5
mm có thể nhỏ giọt với độ chính xác 0,02 g. Lấy g = 10 m/s
2
.
ĐS: a/ 6,28 N; b/ 0,127 N/m
Bài 6: Một vòng kim loại có bán kính 10 cm, trọng lượng 0,5 N được đặt tiếp xúc với mặt

h h h m
d g d g
 
 


      

2/ Bài tập củng cố:
Bài 1: Tìm hệ số căng bề mặt của nước nếu ống mao dẫn có đường kính trong là 1mm và
mực nước trong ống dâng cao 32,6 mm
ĐS: 80.10
-3
N/m
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Tổ 2- lớp Sư phạm Vật Lý k09
5
Bài 2: Trong một ống mao dẫn có đường kính trong hết sức nhỏ, nước có thẻ dâng lên cao
80mm, vậy với ống này thì rượu có thể dâng lên cao bao nhiêu? Biết khối lượng riêng của
nước và rượu lần lượt là 1000kg/m
3
, 790 kg/m
3
; hệ số căng bề mặt của nước và rượu lần lượt
là 0.072 N/m, 0,022 N/m.
ĐS: 30,9 mm
Bài 3: Một phong vũ biểu thủy ngân có đường kính trong là 2 mm và mực thủy ngân trong
ống dâng cao 760mm. Hỏi áp suất thực của khí quyển là bao nhiêu nếu tính đến hiện tượng
thủy ngân không dính ướt ổng thủy tinh?

= 4200 J/kg.K, và c
2
= 2100
J/kg.K.
Giải
Gọi khối lượng của hơi nước và khối lượng của nước đá lần lượt là m
1
và m
2

Nhiệt lượng do hơi nước tỏa ra khi ngưng tụ thành nước và giảm nhiệt độ xuống 10
0
C
là
1 1 1 1
(100 )
Q m L m c t
  

Nhiệt lượng nước đá nhật được khi từ -4
0
C, nóng chảy thành nước và tăng nhiệt độ
lên 10
0
C là
2 2 2 2 2 1
(0 4) ( 0)
Q m c m m c t

    

Tính công suất cung cấp nhiệt của bếp điện, biết rằng 75% nhiệt lượng mà bếp cung cấp
được dùng vào việc đun nước. Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm và của nước lần lượt là
880 J/kg.K và 4190 J/kg.K; nhiệt hóa hơi riêng của nước ở nhiệt dộ sôi là L = 2.26.10
6
J/kg;
khối lương riêng của nước là 1 kg/lít.
Giải:
Nhiệt lượng mà bếp đã cung cấp cho ấm nước là:
1 1 2 2 2
0,2
Q m c t m c t m L
    

Trong đó các chỉ số 1 ứng với ấm, còn chỉ số 2 ứng với nước.
Gọi công suất của bếp là P, thời gian đun sôi nước là T, ta có:
0,75.
Q
T

P
Vậy, công suất của bếp là
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Tổ 2- lớp Sư phạm Vật Lý k09
6
P
1 1 2 2 2
0,2
m c t m c t m L
Q

0
C. Bỏ qua nhiệt dung của ấm.
ĐS:2,4.10
3
kJ/kg
Bài 3: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 2 kg nước đá ở -10
0
C biến thành hơi nước ở 100
0
C.
Biết: Nhiệt dung riêng của nước đá và nước lần lượt là 1800 J/kg.K và 4200 J/kg.K; Nhiệt
nóng chảy riêng của nước đá là 334.10
3
J/kg; nhiệt hóa hơi của nước là 2,26.10
6
J/kg.
ĐS: 6120 kJ

IV/ Độ ẩm
1/ Ví dụ:
Ví dụ 1: Không khí ở nhiệt độ 20
0
C có độ ẩm tỉ đối là f=80%. Tính độ ẩm tuyệt đối
của không khí. Cho biết ở 20
0
C, khối lượng riêng của hơi nước bão hòa là 17,30 g/m
3

Giải:
Khối lượng riêng của hơi nước bão hòa ở 20

; ở 20
0
C khối lượng riêng
hơi nước bão hòa là 17,5 g/m
3.
Giải:
Khối lượng riêng của hơi nước bão hòa ở 25
0
C cũng chính là độ ẩm cực đại ở nhiệt
độ đó.
Từ
.100
a
f
A

, ta suy ra: a =
3
.
0,8.23 18,4 /
100
f A
g m
 

Về đêm, khi nhiệt độ xuống tới điểm sương, sẽ bắt đầu có sương mù. Lúc đó, độ ẩm
cực đại bằng 17, 5 g/m
3
.
Vậy độ ẩm cực đại tăng thêm (23-17,3) g/m

; ở 20
0
C là 17,3 g/m
3
.
ĐS: 19 g/m
3Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Tổ 2- lớp Sư phạm Vật Lý k09
7
C/ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
I/ Cấu trúc của chất lỏng:

Xét các tính chất kể sau của các phân tử chất rắn vô định hình và các phân tử chất lỏng
(1): Mật độ phân cực lớn hơn nhiều so với chất khí
(2): Có cấu trúc trật tự
(3): Dao động quanh vị trí cân băng
(4): Các vị trí cân bằng thay đổi liên tục

Câu 1: Các tính chất chung của các phân tử chất rắn vô định hình và các phân tử chất lỏng là
những tính chất nào?
A: (1)+(2)
B: (1)+(3)
C: (1)+(2)+(3)
D: (1)+(2)+(3)+(4)

Câu 2: (Các) tính chất riêng của phân tử chất lỏng mà phẩn tử chất rắn vô định hình không


Đáp án: 1-C; 2-B; 3-B; 4-C; 5-C

II/ Lực căng bề mặt
Câu 1: So sánh đơn vị thì hệ số căng bề mặt của một chất lỏng có cùng bản chất với đại
lượng vật lý nào?
A: Áp suất
B: Độ cứng
C: Suất I-âng
D: Một đại lượng khác A, B, C

Câu 2: Một viên bi nhỏ nằm yên trên mặt nước (cân bằng). (các) lực nào là phản lực của
trọng lực?
A: Lực đẩy Ac-si-mét
B: Lực căng bề mặt của nước
C: Hợp lực tác dụng của A, B
D: Một lực khác với A và B

Câu 3: HÞªn tîng nµo sau ®©y kh«ng liªn quan ®Õn hiÖn tîng c¨ng bÒ mÆt cña chÊt láng.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Tổ 2- lớp Sư phạm Vật Lý k09
8
A. Bong bãng xµ phßng l¬ lưng trong
kh«ng khÝ.
B. ChiÕc ®inh ghim nhên mì nçi trªn mỈt
níc.
C. Níc ch¶y tõ trong vßi ra ngoµi.
D. Giät níc ®éng trªn l¸ sen.


N/m
C.

= 18,4.10
-5
N/m
D.

= 18,4.10
-6
N/m

Đáp án: 1- B; 2-C; 3-C; 4-B; 5-B; 6-A

III/ Hiện tượng mao dẫn:
Câu 1: Biểu thức nào sau đây đúng tính độ dâng (hay hạ)của mực chất
lỏng trong ống mao dẫn:
A: h=
Dgd
4


B: h=
Dgd

4C: h=
Dgd4

For evaluation only.
T 2- lp S phm Vt Lý k09
9

Cõu 5: ống đợc dùng làm ống mao dẫn phải thoả mãn điều kiện:
A. Tiết diện nhỏ, hở cả hai đầu và không bị nớc dính ớt.
B. Tiết diện nhỏ hở một đầu và không bị nớc dính ớt.
C. Tiết diện nhỏ, hở cả hai đầu.
D. Tiết diện nhỏ, hở cả hai đầu và bị nớc dính ớt.

ỏp ỏn: 1-B; 2-D; 3-C; 4-A; 5-C

IV/ S chuyn th

Cõu 1: Trong khong thi gian mt vt rn ang núng chy, nhit lng m vt thu vo cú
tỏc dng no k sau?
A: Lm tng vn tc dao ng ca cỏc ht quanh v trớ cõn bng
B: Phỏ v cu trỳc mng tinh th
C: Lm tng vn tc chuyn ng hn lon ca cỏc ht
D: A, B, C u ỳng

ỏp ỏn: 1-B

V/ Hi khụ Hi bóo hũa m ca khụng khớ

Cõu 1/ Th no l trng thỏi cõn bng ng?
A: Cỏc phõn t cht lng khụng thoỏt ra khi mt thoỏng
B: Cỏc phõn t cht hi trờn mt thoỏng khụng tr vo khi cht lng
C: S phõn t cht lng thoỏt ra khi mt thoỏng bng s phõn t cht hi tr vo khi cht
lng